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LA HEBRA DE ADN • Unión de desoxirribonucleótidos • Se unen por enlaces fosfodiester • Se establece la unión entre el grupo fosfórico en C 5’ de una desoxirribosa y el grupo hidroxilo en C 3’ de la desoxirribosa del nucleótido siguiente • Se denominan estas uniones extremo 5’ y extremo 3’ LA HEBRA DE ADN RECORDEMOS… LA HEBRA DE ADN RECORDEMOS… La hebra de adn Recordemos… El modelo de watson y crick Consideraciones. Experimentos previos Griffith 1928: transformación bacteriana en S. pneumoniae Rugosa Muerte por neumonía Lisa No muere Muere Cepa resistente ¿Cuál es el Principio transformante? Principio Rugosa Lisa El elemento transformante es el adn Colin MacLeod (1944) Maclyn McCarty Oswald Avery Sólo DNA produce transformación REGLAS DE CHARGAFF 1. Proporción de purinas = Proporción de pirimidinas A+G=C+T 2. A=T 3. G=C 1953. Año culminante: Watson y yo hemos encontrado el secreto de la vida 1953. AÑO CULMINANTE: Dos líneas de evidencia: •Reglas de Chargaff •Fotografías de difracción de rayos X SIGNIFICAFO DE LAS REGLAS DE CHARGAFF Complementariedad de las bases DIFRACCIÓN DE RAYOS X Hemoglobina Linus Pauling INTERPRETACIÓN DEL PATRÓN DE DIFRACCIÓN DE RAYOS X DEL ADN Rosalind E. Franklin Crick J. Watson y F. Crick concluyeron: • La estructura del DNA es una doble hélice. • Formada por cadenas orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas). • La estructura se mantiene gracias a enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se encuentran orientadas hacia el interior de las cadenas Modelo en metal del ADN Doble hélice, formada por cadenas orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas). La estructura se mantiene gracias a enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se encuentran orientadas hacia el interior de las cadenas El modelo de watson y crick Si el ADN era la molécula que transmitía la información genética a las células hijas, esta debía funcionar como un código. Mitad de los años 1950: La secuencia de nucleótidos en el ADN daba origen a una secuencia de polipéptidos. ADN Proteínas Proteínas se sintetizan fuera del núcleo. ADN se traduce ARN y este a su vez dirige la producción de proteínas. ADN ARN Proteínas La información fluye del ADN al ARN por vía del proceso Transcripción, y luego a la proteína por el proceso de traducción. • Transcripción: proceso de fabricación ARN usando ADN como molde • Traducción: Construcción de una secuencia de aminoácidos (polipéptido) con la información proporcionada por la molécula de ARN. • El ARNm es el molde para la construcción de la proteína. • El ARNr se encuentra en el sitio donde se construye la proteína: el ribosoma. • El ARNt es el transportador que coloca el aminoácido apropiado en el sitio correspondiente. POSIBLES MODELOS DE REPLICACION Replicacion del adn Semiconservativa: una cadena sirve de molde para una nueva cadena El experimento de M. Meselson y F. Stahl (1958) demuestra que la replicación es semiconservativa Mathew Meselson Frank Stahl Replicacion del adn Enzimas que sintetizan (replican) el DNA E. coli • DNA polimerasa I (rellena huecos y repara) • DNA polimerasa II y III (función principal en la síntesis) • Añade bases en ambas cadenas en la dirección 5’ 3’ • Requiere un 3’ OH final Eucariotas • 5 polimerasas • y principal en replicación • , y exonucleasas • Corrección de pruebas: actividad 3’ 5’ exonucleotídica. Sustituye bases mal emparejadas (10-5) por correctas (10-7); mecanismos de reparación adicionales la reducen hasta 10-10 Pasos de la replicacion Pasos • • • • • • • Desenrollamiento Denaturación RNA partidor Elongación Sustitución partidores Ligamiento Reparación Enzimas • • • • • • Topoisomerasa (impide el sobreenrollamiento) Helicasa (rompe los puentes de hidrógeno) RNA primasa (sintetiza el cebador para la hebra retrasada) DNA pol (III) (se encarga de sintetizar las hebras replicadas) DNA pol (I) (saca los primers de ARN cebador) DNA ligasa (une los fragmentos de Okasaki) Topoisomerasa • Las topoisomerasas son enzimas capaces de actuar sobre la topología del ADN, ya sea enredándolo para permitir que se almacene de manera más compacta o desenredándolo para que controle la síntesis de proteínas y para facilitar la replicación del mismo. Estas enzimas son necesarias debido a los inherentes problemas causados por la configuración estructural del ADN. Helicasa • Es una enzima vital en los seres vivos ya que participa en los procesos de transcripción, recombinación y reparación del ADN, y de biogénesis de ribosomas. Su misión es romper los puentes de hidrógeno que unen las bases nitrogenadas, haciendo así posible que otras enzimas puedan copiar la secuencia de la hebra molde. Adn polimerasa La ADN polimerasa agrega nucleótidos en la dirección 5`- 3`, es decir, une nucleótidos al extremo 3’ de la cadena en crecimiento. La ADN polimerasa copia la cadena molde con alta fidelidad. Sin embargo, introduce en promedio un error cada 107 nucleótidos incorporados. Tiene, además, la capacidad de corregir sus propios errores, ya que puede degradar ADN que acaba de sintetizar. OH P OH P P P P P P P P P P P P P P P P P OH P P P P P + H2O PP P P P P OH 3’ 5’ Fragmentos de Okazaki • Durante la replicación de ADN, se conocen como fragmentos de Okazaki a las cadenas cortas de ADN recién sintetizadas en la hebra discontinua. Éstos se sintetizan en dirección 5’→ 3’ a partir de cebadores de ARN que después son eliminados. Los fragmentos de Okazaki se unen entre sí mediante la ADN ligasa completando la nueva cadena. Entonces… Replicación Continua (cadena adelantada, cebador sólo inicio) Replicación cebadores): Discontinua(cadena retrasada, varios - Cebador (pequeño RNA 2-60 nucleótidos añadido por enzima primasa o RNA pol que provee extremo 3’ OH. - Fragmento de Okazaki sintetizado por DNA pol III - DNA Pol I elimina cebador 3’ -> 5’ y llena los espacios (gap) - DNA ligasa realiza la unión de los fragmentos mediante la formación de los enlaces fosfodiéster. No funcionaría la corrección de errores por falta de un trifosfato que suministre la energía de enlace covalente azúcar-fosfato OH OH 5’ P P P P 3’ OH P P P P P P P P P P P + H2O OH P P P P P Adición 3’5’ (hipotética) Replicación Función reparadora de la ADN pol III